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高精度原子重力仪为城市地下空间“做CT”
本文转自：科技日报
◎洪恒飞 王 臻 本报记者 江 耘
12月4日，记者从浙江工业大学获悉，该校林强教授团队采用自研高精度原子重力仪，在国内首次将微重力测量技术应用于城市地下空间探测，圈定了杭州余杭测区断裂和岩溶高发区，对比不同地方岩溶发育条件差异，探测出测区岩溶发育情况。相关成果近日通过了浙江省地质院牵头的城市地质调查研究专家组评审。
重力测量是根据具体需要，使用重力仪测量地面某点的重力加速度。相较于常规的重力测量技术，微重力测量技术能够达到微伽级的精度，从而可探测到地下浅层溶洞、地下河、巨径管道以及规模较小的地质构造断裂、断层等密度异常体。该技术可解决诸多工程与环境问题，还可应用于地下资源开发、地质灾害预防等领域。
记者了解到，浙江工业大学量子精密测量团队自2002年开始进行原子重力仪研制工作，先后攻克了激光器、真空腔等高精度原子重力核心零部件研发难题，实现了从理论样机到小型化、实用化产品的重大突破，并于2021年完成国内首次基于原子重力仪海洋绝对重力测网测量实验。
“目前，对微重力测量技术的应用，主要是通过相对重力仪进行。在实际作业过程中，相对重力仪存在因弹簧形变而导致的零漂，影响整体测量精度，进而影响地下异常体解释准确性。”该团队核心成员、浙江工业大学教师乔中坤解释说，高精度原子重力仪则利用原子自由落体获得测点绝对重力值，因此不存在零漂问题。
他介绍，受限于重力仪测量精度、城市振动干扰及城市建筑群的影响，用微重力测量技术在城市地下空间进行探测难度很大。此次团队用自主研发的高精度原子重力仪和国外进口的高精度相对重力仪进行联合测量，配合自研的处理手段，提升了数据质量，准确分离出城市地下空间的异常场，并绘出一幅该区域地质结构分布图。
评审专家组组长、浙江大学教授徐义贤表示，由于地质构造和人工建筑对地下空间重力的影响是一个缓慢变化的过程，原子重力仪具有精度高、稳定性好的特点，适合开展长时间连续观测。
“团队下一步将对原子重力仪进行隔震优化，让数据处理更加具有针对性。”乔中坤介绍，团队还准备把仪器做得更小、更便携，以适应未来可能遇到的对机动性要求高的测量场景。
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快照生成时间：2023-12-06 05:45:33
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